Misije na Mjesec, misije prema Marsu, robotski istraživači u vanjskom solarnom sustavu, misija do najbliže zvijezde, pa čak i letjelica koja bi se mogla približiti međuzvjezdanim objektima koji prolaze našim sustavom. Ako mislite da ovo zvuči kao opis nadolazeće ere svemirske istraživačke aktivnosti, onda ste u pravu.
Trenutačno postoji više planova i prijedloga za misije koje će slati astronaute ili sonde na sve ove destinacije kako bi proveli neka od najvrednijih znanstvenih istraživanja ikada. Naravno, ovakvi profili misija nose mnoge izazove, od kojih je pogon jedan od ključnih.
U osnovi, čovječanstvo doseže granice onoga što konvencionalni (kemijski) pogon može postići. Za misije prema Marsu i drugim duboko svemirskim destinacijama potrebne su napredne tehnologije pogona koje nude visoko ubrzanje, specifičan impuls (Isp) i učinkovitost goriva.
U nedavnom radu, profesor iz Leidena, Florian Neukart, predlaže kako bi buduće misije mogle koristiti novi koncept pogona poznat kao Magnetne Fuzijske Plazma Pogonske Jedinice (Magnetic Fusion Plasma Drive ili MFPD). Ova tehnologija kombinira aspekte različitih metoda pogona kako bi stvorila sustav s visokom energetskom gustoćom i znatno većom učinkovitošću od konvencionalnih metoda. Rad možete pročitati ovdje.
Florian Neukart je pomoćni profesor na Instituciji za naprednu računalnu znanost u Leidenu (LIACS) i član odbora švicarskog razvijatelja kvantne tehnologije Terra Quantum AG.
Veća energetska učinkovitost
Prema Neukartu, tehnologije koje mogu prevazići konvencionalni kemijski pogon ključne su u današnjoj eri svemirske istraživačke aktivnosti. Posebno je važno da ove tehnologije nude veću energetsku učinkovitost, potisak i mogućnost za dugotrajne misije.
Posebno je to važno za misije na Mars i druge lokacije izvan sustava Zemlja-Mjesec koje predstavljaju ozbiljne rizike za zdravlje, sigurnost i dobrobit astronauta. Čak i kad su Zemlja i Mars najbliži svakih 26 mjeseci, potrebno je do devet mjeseci za jednosmjerno putovanje na crveni planet.
Uz radove na površini koje bi mogli trajati do godine dana i povratak koji traje devet mjeseci, misije na Mars mogle bi trajati čak i preko 900 dana. Za to vrijeme, astronauti će biti izloženi povećanim razinama kozmičkog i sunčevog zračenja, a da ne spominjemo utjecaj dugog boravka u mikrogravitaciji na njihova tijela.
Stoga NASA i druge svemirske agencije aktivno istražuju alternativne metode pogona. Kako je navedeno u prethodnom članku “Koliko bi trebalo vremena za putovanje do najbliže zvijezde?”, ti se koncepti također smatraju potencijalnim sredstvima za postizanje međuzvjezdanih putovanja za nekoliko desetljeća.
Niz drugih tehnologija
Postoji niz drugih tehnologija i koncepta pogona, no Neukartov prijedlog kombinira elemente fuzijskog pogona, ionskog pogona i drugih koncepta. Kako je objasnio za Universe Today putem e-maila: “Sustav MFPD je pogonski sustav za svemirsku istraživačku aktivnost, koji koristi kontrolirane nuklearne fuzijske reakcije kao primarni izvor energije za potisak i potencijalnu proizvodnju električne energije. Sustav se temelji na iskorištavanju golemog energetskog izlaza iz fuzijskih reakcija, obično s izotopima vodika ili helija, kako bi se proizveo visokobrzinski ispušni plin i na taj način generirao potisak prema Newtonovom trećem zakonu.
“Plazma iz fuzijskih reakcija zatvorena je i manipulirana magnetskim poljima, osiguravajući kontrolirano oslobađanje energije i pravilno usmjeravanje. Istodobno, koncept MFPD predviđa mogućnost pretvaranja dijela fuzijske energije u električnu energiju za napajanje sustava na brodu i moguće sustava kontrole reakcija letjelice.”
U razvoju ovog koncepta, Nuekart je počeo s reakcijama fuzije deuterija-tritija, budući da je jedna od najviše istraženih i razumljivih reakcija, te nudi jasan i poznat okvir za razjašnjenje osnovnih principa i mehanike MFPD-a.
Dodatno, Neukart je naglasio da sustav MFPD predstavlja ogromnu prednost u kombiniranju visokih energetskih izlaza fuzijskih reakcija s prednostima konvencionalnih sustava električne propulzije.
Brža putovanja u svemiru
MFPD također pruža povećanu učinkovitost goriva i mogućnost za dulje i brže misije. Konkretno, kada se koristi u misijama do Marsa, ovaj bi sustav omogućio putovanja koja traju samo nekoliko mjeseci, što smanjuje izazove povezane s duljim boravkom u svemiru. Kada se koristi u duboko svemirskim misijama, MFPD bi mogao omogućiti brže prijelaze i veću energetsku učinkovitost u odnosu na konvencionalne metode.
Međutim, najvažniji izazov s kojim se suočava MFPD je postizanje i održavanje stabilnih fuzijskih uvjeta u svemiru, kako bi se osigurala kontinuirana proizvodnja energije potrebne za pogon.
I dok je tehnologija koja leži u osnovi MFPD-a još uvijek u razvoju, Neukart se nada da će poticati daljnju znatiželju, inovacije i odlučnost među znanstvenicima i inženjerima širom svijeta.
Dok će putovanje prema realizaciji MFPD-a biti prepuno izazova i znanstvenih prepreka, moguća korist je neizmjerna. Kako je Neukart rekao za Universe Today:
“Postoji niz pitanja i problema koji se moraju riješiti kako bi se postigao stabilan, dugotrajan fuzijski pogon, a neka od njih već su predmet intenzivnih istraživanja. Na primjer, kako bi se postigla potrebna temperatura i tlak za fuzijske reakcije u svemiru, potrebno je mnogo veći ulaz energije nego što je trenutno dostupno s tehnologijama za proizvodnju električne energije u svemiru.”
Ali unatoč tim izazovima, Neukart vidi MFPD kao ključni korak prema postizanju bržih, učinkovitijih i održivih misija u solarnom sustavu i izvan njega. Nadalje, on vidi ovu tehnologiju kao presudnu za širenje čovječanstva izvan Zemlje, kako bismo postali višeplanetarna vrsta.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
